案例结束了表面活性剂胶束如何在沸石中创建介孔

多年来，沸石研究人员一直在争论表面活性剂是如何在沸石中形成介孔的，沸石是炼油的关键催化剂。现在，一项新的研究解决了这个争论。拉曼光谱表明，表面活性剂在沸石内部形成胶束，从内部模板化介孔。

“一些作者认为中孔的形成涉及到沸石的溶解，以产生额外的无定形相，”解释说哈维尔García Martínez他来自西班牙阿利坎特大学，是这项研究的联合负责人。然而，这一提议并没有解释沸石的一些性质，如它们的稳定性和优越的催化性能。他补充说:“我们认为，单个表面活性剂分子可以穿透沸石晶体，当浓度足够高时，胶束就会形成中孔。”

然而，研究人员只有间接证据证明他们的说法。其中包括气体扩散和孔隙度的测量，以及使用先进的显微镜技术观察介孔。“然而，这些实验都没有显示胶束的形成，”García Martínez评论道。

为了实现这一目标，他们与拉曼专家合作Maarten Roeffaers来自比利时鲁汶大学，他分析了碳氢键的特征峰。这些信号与表面活性剂分子相对应，揭示了它们对沸石晶体的渗透。此外，García Martínez解释说，“特定的信号比例提供了极性的信息”。实验展示了极性是如何急剧下降的——这是在整个沸石中形成胶束的结果。

“跟随拉曼光谱中的不同波段，可以以前所未有的分辨率创建3D图像，”解释道伯特Weckhuysen他是荷兰乌得勒支大学的多相催化专家。“这是一项非常优雅的研究，”他补充道。“这清楚地表明，表面活性剂胶束形成了中孔。”

“这篇论文最终给我们带来了一个了结，”他说Jeffrey扩孔器他来自美国休斯顿大学，专门研究用于催化的多孔材料。“有些人持怀疑态度，因为胶束的形成似乎违反直觉，”他解释说。然而，整个进程在能量上是有利的。“令人惊讶的是，(胶团形成的)稳定能量抵消了沸石中共价键的破坏。”

为了进行实验，研究人员合成了他们自己的大型沸石晶体。但是他们也在商业沸石样品上测试了他们的方法，证明胶束形成过程是普遍的，Weckhuysen解释说。里默同意表面活性剂模板的重要性在于工业创新。他说，这是沸石领域的一个里程碑式的发现，对该领域产生了真正的影响这家耗资8000万美元(5900万英镑)的初创公司由García Martínez创立。

到目前为止，拉曼光谱只提供了沸石晶体形成胶束前后的静态图像。韦克胡森说:“由于水是一种弱拉曼散射体，你可能会得到完整的‘实时’视频。”然而，García Martínez认为他们最新的证据足够有力。他说:“胶束形成中孔，就结案了。”